Det finnes to typer av cellulær respirasjon: aerob og anaerob. Aerob respirasjon kan bare skje i nærvær av oksygen. Anaerob respirasjon, også kalt fermentering, kan finne sted uten oksygen. Cellulær respirasjon er en serie av metabolske prosesser som skaper energi i form av adenosintrifosfat. ATP er en effektiv form for lagret energi som lett kan brukes av cellene. Aerob respirasjon genererer mest ATP. Omtrent 36 molekyler av ATP er produsert i de kombinerte prosesser av aerob respirasjon. Disse prosessene er: glykolyse, Krebs syklus og oksidativ fosforylering.

Glykolyse

Glykolyse er det første trinnet i både aerob og anaerob respirasjon. Glykolyse finner sted i cytosol til cellen. Det kan skje i nærvær av oksygen eller i et anaerobt miljø. Glykolyse ikke krever oksygen og er heller ikke hemmes av oksygen. Glykolyse er en prosess som begynner med en høy-energi molekylet som en sukker, protein eller lipid og bryter det ned til pyruvat. Pyruvat er et viktig mellom molekyl som brensel neste trinn i åndedrett.

Glykolyse resulterer også i to netto ATP molekyler, vann, uorganisk fosfat og to NADHs. NADH, nikotinamid-adenin-dinukleotid, er et koenzym som er brukt i de gjenværende trinn av respirasjon. NADH er spesielt viktig i redoks-reaksjoner i elektrontransportkjeden.

Krebs Cycle

Krebs syklus er det andre trinn i aerob respirasjon. Krebs syklus, også kalt sitronsyresyklusen, er en serie av reaksjoner som resulterer i bare ett molekyl av ATP. Krebs syklus oppstår i matrisen av mitokondrier, som er organeller, eller individuelle membranbundne strukturer, som er energi kraftstasjoner i cellen. Pyruvat og NADH produsert ved glykolyse molekyler passere inn i matriksen i mitokondrie av fasilitert diffusjonstype. En gang inne i mitokondrie, er pyruvat omdannes til acetyl CoA. Den acetyl CoA går inn i Krebs syklus hvor det omdannes til sitronsyre. En serie av reaksjoner følger, produserer mer karbondioksid, NADH og FADH --flavin adenindinukleotid - en annen koenzym viktig i det siste trinnet av aerob respirasjon.

Oksidativ fosforylering

Det siste trinnet av aerob respirasjon er oksidativ fosforylering. Oksidativ fosforylering har tre viktige deler. For det første er det en serie av proteiner er innleiret i den indre mitokondrie-membran. Disse proteinene ta elektroner donert fra NADH eller FADH2 og sende dem sammen til den endelige elektron akseptor. Denne gruppen av proteiner er noen ganger ganske enkelt referert til som ETC, eller elektrontransportkjeden. Sekund, som elektroner bevege seg gjennom kjeden, er protoner pumpet inn i det indre mitokondrie plass. Den høye konsentrasjon av protoner skaper proton-drivkraft. For det tredje, protoner, drevet av proton-drivkraft, vil reise tilbake i mitokondrie matrisen til et område med lav konsentrasjon. Men de kan ikke bare diffundere gjennom membranen. I stedet synes passasje gjennom membranen gjennom et spesielt protein som kalles ATP-syntase. Energien til protonene beveger seg gjennom ATP syntase driver ATP skapelse. Oksygen driver oksidativ fosforylering, fordi det er den siste elektronakseptor i ETC.

Gjæring

Anaerob respirasjon, eller gjæring, skjer uten oksygen. Fermentering reduserer pyruvat dannet gjennom glykolyse til melkesyre eller etanol. Fermenteringen genererer bare to molekyler av ATP. Mange organismer bruker gjæring for sin energiproduksjon. Gjær bruker gjæring. Noen bakterier som ikke kan overleve i oksygenmiljøer bruker gjæring. Mennesker også bruke gjæring.

De røde blodcellene bruker gjæring for å generere energi. Dette tillater dem å transportere oksygen til alle kroppens vev uten å forbruke den. Fermentering skjer også i skjelettmuskelfibre. Lagret ATP og oksygen hurtig brukes opp av en aktiv muskelcelle. Imidlertid kan disse unike celler fortsetter respirasjon i fravær av oksygen. Du føler at resultatet av gjæring når opphoping av melkesyre i musklene får dem til krampe. Når musklene er igjen i ro, er melkesyre omdannes i leveren til glukose.

Fun Fact

Du er allerede kjent med avfallsstoffer av cellulær respirasjon, selv om du kanskje ikke er klar over det. Hver gang du puster du slipper karbondioksid og vann som, sammen med ATP, er de viktigste produktene av cellulær respirasjon. Lungene dine utfører en viktig funksjon i prosesser av cellenes stoffskifte - de gir overflaten for gassutveksling cellene avhengig av for å fullføre cellulær respirasjon. Hvis kroppen din ikke kan kvitte seg med karbondioksid, vil cellene bli forgiftet. Hvis du cellene ikke får oksygen, vil funksjonene i kroppen kollapse.